По мере того, как Земля нагревается, скопления природного газа в вечной мерзлоте взрываются, образуя кратеры в полярной зоне России

Исследователи утверждают, что накопление метана и других жидкостей в открытых и закрытых «системах» в вечной мерзлоте может объяснить, почему странные ледяные холмы иногда извергаются, образуя гигантские кратеры.

Загадочные «ледяные холмы», разбросанные по всей Сибири, иногда лопаются, образуя гигантские кратеры, и теперь ученые приблизились к разгадке того, что заставляет эти странные горбы появляться.

Морозные холмы — это области вечной мерзлоты, которые выпячиваются по мере накопления жидкостей под поверхностью. Согласно текущим исследованиям в Сибирском отделении Российской академии наук (СОРАН), к такому выпячиванию могут привести две различные «системы»: открытая и закрытая. В открытой системе вода и газ, скапливающиеся под вечной мерзлотой, перемещаются и просачиваются на поверхность через трещины. Но в закрытой системе вода и газ оказываются в ловушке в кармане, который раздувается, оказывая все большее давление на вечную мерзлоту.

Открытая система похожа на идею, которую исследователи выдвинули ранее в этом году. В обзоре препринта, опубликованном 12 января в базе данных EarthArXiv , ученые утверждали, что перемещение природного газа между коренной породой и вышележащей вечной мерзлотой приводит к таянию снизу. Это таяние создает карманы в вечной мерзлоте, где могут скапливаться жидкости, но они не полностью изолированы от газа под ними или с поверхности. Карманы растут по мере того, как в них поступает больше газа, что приводит к большему таянию и повышению давления и заставляет землю разбухать.

Газ в основном представляет собой термогенный метан, который, вероятно, непрерывно образуется как побочный продукт при нагревании органического вещества.

«Мы называем это [там внизу] кухней, потому что это похоже на готовку, и это создает газ», — рассказал Live Science Хельге Хеллеванг, профессор экологических наук о Земле в Университете Осло в Норвегии и ведущий автор обзора препринта.

В закрытой системе газ и вода поступают из глубины коренной породы. Жидкости поднимаются и образуют карман внутри вечной мерзлоты, который «окружен замерзшими породами со всех сторон», по словам исследователей SBRAS, и поэтому не просачивается.

Несмотря на различие между открытыми и закрытыми системами, ничто не мешает одной из них трансформироваться в другую по мере развития вечной мерзлоты. Открытой системе, возможно, даже нужно будет стать закрытой, прежде чем она сможет сформировать кратер.

Ученые до сих пор не уверены, как именно газ накапливается, образуя ледяные холмы, но они знают, что холмы могут спонтанно разрываться и открывать огромные дыры в вечной мерзлоте. Ямальский кратер, шириной около 65 футов (20 метров) и глубиной 165 футов (50 метров), является одним из примеров. Пилот вертолета заметил кратер в 26 милях (42 километрах) от газового месторождения Бованенково на севере полуострова Ямал в России в 2014 году. С тех пор ученые задокументировали еще семь таких гигантских кратеров на Ямале и соседних полуостровах Гыдан.

Внезапные выбросы газа представляют опасность для людей, живущих на полуостровах Ямал и Гыдан, а также для инфраструктуры, например, газопроводов. Еще одна большая проблема заключается в том, что «если вечная мерзлота является крышкой для всего этого огромного количества метана … то эти кратеры также могут в будущем стать путями для большего количества утечек метана». И это может спровоцировать еще большее потепление.